Le fer est un micronutriment essentiel à la survie des plantes et des humains, mais une trop grande quantité de fer peut également être toxique. Une équipe de recherche interdisciplinaire de l’université Heinrich Heine de Düsseldorf (HHU) a découvert que la protéine PATELLIN2 n’est pas seulement impliquée dans la régulation des niveaux de fer dans les plantes. PATELLIN2 fait partie d’un groupe de protéines qui sont également impliquées dans le transport de la vitamine E chez l’homme. Les chercheurs présentent maintenant leurs résultats, qui sont également importants pour l’approvisionnement en fer de l’homme via les aliments végétaux, dans la revue Plant Physiology.

Le fer est un micronutriment essentiel pour l’homme. Les carences en fer et en zinc dans l’alimentation d’une personne sont très dommageables pour la santé, surtout chez les enfants à naître et les jeunes enfants. Pour garantir l’approvisionnement alimentaire mondial et lutter contre la malnutrition, notamment dans les pays les plus pauvres, il est donc nécessaire d’assurer l’approvisionnement en fer principalement à partir de sources végétales et de l’améliorer par une sélection ciblée.

Les plantes ont besoin de fer pour les réactions métaboliques fondamentales telles que la photosynthèse et la respiration. Cependant, le fer est pour elles une arme à double tranchant : Des conditions environnementales défavorables telles que la sécheresse peuvent soumettre les plantes à un stress, qui est exacerbé par la présence d’ions métalliques réactifs, dont le fer. Étant donné qu’elles sont enracinées, les plantes ne peuvent évidemment pas s’éloigner des conditions de stress locales, de sorte que les plantes terrestres ont dû développer d’autres moyens pour faire face aux facteurs de stress.

Parmi ces moyens figure la régulation du fer. Pour la recherche et les applications, il est important de comprendre comment les plantes gèrent leur alimentation en micronutriments pendant leur croissance avec les conséquences potentiellement risquées du stress oxydatif. Si nous connaissons ces processus, nous pouvons les influencer de manière ciblée afin d’améliorer la productivité des plantes et la qualité des aliments, notamment à la lumière du changement climatique – qui augmente les risques de sécheresse.

Une équipe composée de représentants de la biologie, de la chimie et de la médecine de la HHU, dirigée par le professeur Dr Petra Bauer et le Dr Rumen Ivanov de la chaire de botanique, a examiné les mécanismes d’absorption du fer dans les plantes en utilisant Arabidopsis thaliana (thale cress) comme plante modèle. Le transporteur IRT1, régulé par le fer, joue un rôle important dans l’absorption du fer dans les racines des plantes.

Les cellules racinaires contrôlent l’activité d’IRT1, ce qui permet aux plantes de limiter la toxicité et le stress oxydatif causés par les ions métalliques. Les chercheurs de l’HHU ont pu montrer que l’IRT1 se lie à la protéine de transfert de lipides PATELLIN2, dite à domaine SEC14. Celle-ci modifie à son tour l’environnement protéique d’IRT1 en fonction de l’apport en fer.

Une autre protéine de transfert de lipides à domaine SEC14 joue un rôle clé dans l’homéostasie de la vitamine E chez l’homme et dans le transport de la vitamine E de l’intestin vers les différents organes du corps en passant par le foie. L’organisme obtient la vitamine E à partir d’aliments végétaux, principalement des feuilles et des graines.

La PATELLIN2 peut lier la molécule d’alpha-tocophérol, l’un des plus importants composés de la vitamine E présents dans les feuilles et les racines. Jannik Hornbergs, qui a mené les études au cours de son doctorat à HHU en coopération avec le Dr Karolin Montag, déclare : « Nous avons établi que la protéine de transfert lipidique SEC14 PATELLIN2 et les tocophérols sont essentiels à la mobilisation du fer dans la racine et aux activités antioxydantes en réaction au fer. »

Le lien entre le transport du fer et la protéine de transfert lipidique SEC14 permet d’établir de nouveaux modèles de travail sur la façon dont les cellules peuvent utiliser la vitamine E pour contrôler l’ampleur du stress oxydatif causé par le fer. Le Dr Rumen Ivanov et le professeur Bauer s’expriment sur l’importance de ces résultats : « En fin de compte, ces liens que nous connaissons maintenant peuvent être utilisés pour identifier de nouvelles cibles de sélection pour les plantes cultivées qui peuvent obtenir une résistance au stress et maximiser la teneur en fer dans les plantes. »

Source :https://www.sciencedaily.com/releases/2022/12/221212140557.htm